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| 光伏與儲(chǔ)能協(xié)同運(yùn)作：可調(diào)度式光伏發(fā)電 |
| （時(shí)間:2019-2-11 10:29:35） |
在美國(guó)，越來越多的公共事業(yè)電力公司開始針對(duì)自帶儲(chǔ)能的光伏發(fā)電項(xiàng)目簽署購(gòu)電協(xié)議。實(shí)現(xiàn)光伏系統(tǒng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)間協(xié)同運(yùn)作的方式多種多樣，而復(fù)雜度較高的方案能夠通過先進(jìn)的系統(tǒng)優(yōu)化來降低度電成本。
AC(交流)耦合型光伏儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)指的是在接入電網(wǎng)前才將光伏儲(chǔ)能相耦合。這種形式的結(jié)合如同帶有婚前協(xié)議的婚姻，光伏部分和儲(chǔ)能部分的運(yùn)作擁有較高的獨(dú)立性，并且在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中如果出現(xiàn)故障，問題的定位以及解決也更容易。另一種設(shè)計(jì)方案是在逆變器進(jìn)行直交流變換前就將光伏與儲(chǔ)能聯(lián)通，稱為DC(直流)耦合。相較于AC耦合，DC耦合對(duì)應(yīng)更低的度電成本以及更高的能量轉(zhuǎn)化效率。
美國(guó)第一批大規(guī)模光伏儲(chǔ)能項(xiàng)目(PVS)將在2021年投運(yùn)。我們預(yù)測(cè)其中有半數(shù)的項(xiàng)目開發(fā)商會(huì)選用AC耦合方案。盡管DC耦合型PVS在系統(tǒng)效率和度電成本上優(yōu)于AC耦合，但開發(fā)商們擔(dān)心該系統(tǒng)所選用的新型產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)技術(shù)問題，并影響項(xiàng)目的可融資性。盡管如此，我們預(yù)計(jì)兩至三年后，DC耦合會(huì)成為行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)選擇。
在可調(diào)度性(儲(chǔ)能設(shè)備管理的電量在整個(gè)系統(tǒng)總發(fā)電量中所占的比例)相同的情況下，相較于完全獨(dú)立運(yùn)行的光伏 與儲(chǔ)能項(xiàng)目或AC耦合型PVS，DC耦合型PVS能夠更有效地利用光伏與儲(chǔ)能部分間的協(xié)同作用來降低度電成本。預(yù)計(jì)2021年投運(yùn)的很多PVS系統(tǒng)都將儲(chǔ)能單元的功率設(shè)計(jì)為電網(wǎng)接入容量的25%，且儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)為4小時(shí)。 對(duì)于日照條件較好的地域，譬如南加州，這樣的設(shè)計(jì)應(yīng)用在優(yōu)化的DC耦合PVS對(duì)應(yīng)約10.5%的可調(diào)度性。按我們對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)成本下降的保守預(yù)測(cè)來計(jì)算，上述的DC耦合PVS對(duì)應(yīng)40美元/MWh的度電成本(LCOE)，比可以實(shí)現(xiàn)同樣可調(diào)度性的獨(dú)立運(yùn)行的光儲(chǔ)項(xiàng)目低9%。當(dāng)可調(diào)度性升至40%時(shí)，DC耦合PVS的LCOE比獨(dú)立運(yùn)行的光儲(chǔ)項(xiàng)目低17%。
一組數(shù)據(jù)
50%
50%的開發(fā)商可能會(huì)選用DC耦合作為其計(jì)劃2021年投產(chǎn)的PVS項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案
4%-20%
較實(shí)現(xiàn)同樣可調(diào)度性的獨(dú)立運(yùn)行光儲(chǔ)項(xiàng)目，DC耦合型PVS系統(tǒng)的LCOE低4%-20%
10%-16%
相較于同時(shí)期投運(yùn)的純光伏項(xiàng)目，2021年建成的可調(diào)度性達(dá)11%的PVS系統(tǒng)的LCOE高出10%-16%
鑒于儲(chǔ)能設(shè)備供過于求的局面，且儲(chǔ)能技術(shù)更新速度也不斷加快，PVS發(fā)電系統(tǒng)中儲(chǔ)能單元的價(jià)格降幅可能遠(yuǎn)超我們之前的預(yù)期。在樂觀情境中，2021年一個(gè)可調(diào)度性達(dá)10.5%的PVS發(fā)電系統(tǒng)的度電成本為38美元/MWh，僅較純光伏發(fā)電系統(tǒng)高10%。
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